开关电源装置制造方法
【专利摘要】本发明提供开关电源装置，其具有：电抗器，其具有与输入端子连接的主绕组以及辅绕组，该辅绕组与第1主绕组磁耦合且具有与主绕组连接的漏感；电抗器，其具有与输入端子连接的主绕组以及辅绕组，该辅绕组与该主绕组磁耦合且具有与主绕组连接的漏感；二极管，其连接在辅绕组与输出端子之间；二极管，其连接在辅绕组与输出端子之间；电容器，其连接在输出端子与输出端子之间；电容器，其连接在开关和开关的连接点与输出端子之间；以及控制电路，其控制开关的导通/截止。
【专利说明】开关电源装置【技术领域】
[0001]本发明涉及能够降低开关元件的开关损耗的开关电源装置。
【背景技术】
[0002]已知有不对交流电源的交流电压进行整流来改善功率因数的无桥升压型的开关电源装置。图7中示出以往的无桥升压型的开关电源装置的一例。在图7中，在交流电源Vin的一端与输出电压(-Vo)之间连接有电抗器Lll与由MOSFET构成的开关Ql的串联电路。在交流电源Vin的另一端与输出电压(-Vo)之间连接有电抗器L12与由MOSFET构成的开关Q2的串联电路。
[0003]在电抗器Lll与开关Ql的漏极的连接点上连接有二极管Dl的阳极，二极管Dl的阴极与输出电压(+Vo)和电容器Cl的一端连接。在电抗器L12与开关Q2的漏极的连接点上连接有二极管D2的阳极，二极管D2的阴极与输出电压(+Vo)和电容器Cl的一端连接。电容器Cl的另一端与输出电压(-Vo)连接。输出电压(+Vo)与输出电压(-Vo)之间连接有负载(未图不)。
[0004]控制电路100根据来自电容器Cl的电压，使开关Ql和开关Q2同时导通/截止，进行控制，使得输出电压Vo成为预定电压。
[0005]这样的以往的无桥升压型的开关电源装置，兼有交流电压的整流和升压动作，能够大幅降低以往的电源电路中的二极管桥带来的导通损耗，因此作为高效率的电源装置被使用。
[0006]另外，作为现 有的这种技术，已知专利文献I中所记载的电源装置。该电源装置将桥式全波整流电路的流过反馈电流的一侧的两个整流元件分别置换为高速开关元件，通过适当地控制高速开关元件，改善功率因数，削减部件个数并提高转换效率/可靠性。
[0007]专利文献1:日本特开平7-115774号公报
[0008]然而，当图7所示的以往的无桥升压型的开关电源装置通过PWM控制进行开关动作时，由于是硬开关，因此由于电流的直流重叠而在再生二极管D1、D2中产生恢复电流。因此，在开关Q1、Q2中广生开关损耗，不能实现闻效率。
【发明内容】
[0009]本发明的课题在于提供能够降低开关损耗并实现高效率的开关电源装置。
[0010]为了解决上述课题，本发明的开关电源装置的特征在于具有:第I输入端子和第2输入端子，它们与交流电源连接；第I输出端子和第2输出端子，它们与负载连接；第1电抗器，其具有第I主绕组和第I辅绕组，该第I主绕组与所述第I输入端子连接，该第I辅绕组与所述第I主绕组磁耦合且具有与所述第I主绕组连接的第I漏感；第2电抗器，其具有第2主绕组和第2辅绕组，该第2主绕组与所述第2输入端子连接，该第2辅绕组与所述第2主绕组磁耦合且具有与所述第2主绕组连接的第2漏感；第I 二极管，其连接在所述第I电抗器的第I辅绕组与所述第I输出端子之间；第2 二极管，其连接在所述第2电抗器的第2辅绕组与所述第I输出端子之间；第I电容器，其连接在所述第I输出端子与所述第2输出端子之间；第I开关，其连接在所述第I电抗器的第I主绕组和第I辅绕组的连接点与所述第2输出端子之间；第2开关，其连接在所述第2电抗器的第2主绕组和第2辅绕组的连接点与所述第2输出端子之间；第3开关，其与所述第I电抗器的第I主绕组和第I辅绕组的连接点连接；第4开关，其与所述第2电抗器的第2主绕组和第2辅绕组的连接点连接；第2电容器，其连接在所述第3开关和所述第4开关的连接点与所述第I输出端子或所述第2输出端子之间；以及控制电路，其控制所述第I开关、所述第2开关、所述第3开关以及所述第4开关的导通/截止。
[0011]此外，本发明的特征在于具有:第I输入端子和第2输入端子，它们与交流电源连接?’第I输出端子和第2输出端子，它们与负载连接；第I电抗器，其具有第I主绕组和第I辅绕组，该第I主绕组与所述第I输入端子连接，该第I辅绕组与所述第I主绕组磁耦合且与所述第I主绕组连接；第2电抗器，其具有第2主绕组和第2辅绕组，该第2主绕组与所述第2输入端子连接，该第2辅绕组与所述第2主绕组磁耦合且与所述第2主绕组连接；第3电抗器，其与所述第I电抗器的第I辅绕组连接；第4电抗器，其与所述第2电抗器的第2辅绕组连接;第I 二极管，其连接在所述第I电抗器的第I辅绕组与所述第I输出端子之间；第2 二极管，其连接在所述第2电抗器的第2辅绕组与所述第I输出端子之间；第I电容器，其连接在所述第I输出端子与所述第2输出端子之间；第I开关，其连接在所述第I电抗器的第I主绕组和第I辅绕组的连接点与所述第2输出端子之间；第2开关，其连接在所述第2电抗器的第2主绕组和第2辅绕组的连接点与所述第2输出端子之间；第3开关，其与所述第I电抗器的第I主绕组和第I辅绕组的连接点连接；第4开关，其与所述第2电抗器的第2主绕组和第2辅绕组的连接点连接；第2电容器，其连接在所述第3开关和所述第4开关的连接点与所述第I输出端子或所述第2输出端子之间；以及控制电路，其控制所述第I开关、所述第2开关、所述第3开关以及所述第4开关的导通/截止。
[0012]根据本发明，通过第I开关导通，第I电抗器的励磁能量首先从第I主绕组经由第3开关和第2电容器放出到第I电容器或者负载，第2电容器被充电，但同时，还从第I辅绕组放出能量，第2电容器在第I辅绕组、第I漏感(第3电抗器)、第I 二极管、第2电容器、第3开关的路径上放电。
[0013]因此，第2电容器的充电电压被抑制得较低，第I和第3开关的漏极-源极间电压Vds不会超过耐压。即，通过设置第I辅绕组，积极地进行第2电容器的放电，不会由于第2电容器的电压的上升而导致超过开关元件耐压，此外，能够实现第I和第3开关的零电压开关。
[0014]此外，通过第2开关截止，第2电抗器的励磁能量首先从第2主绕组经由第4开关和第2电容器放出到第I电容器或者负载，第2电容器被充电，但同时，还从第2辅绕组放出能量，第2电容器在第2辅绕组、第2漏感(第4电抗器)、第2 二极管、第2电容器、第4开关的路径上放电。
[0015]因此，第2电容器的充电电压被抑制得较低，第2和第4开关的漏极-源极间电压Vds不会超过耐压。即，通过设置第2辅绕组，积极地进行第2电容器的放电，不会发生由于第2电容器的电压的上升而导致超过开关元件耐压的情况，此外，能够实现第2和第4开关的零电压开关。因此，能够提供降低开关损耗并高效率的开关电源装置。【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施例1的开关电源装置的结构图。
[0017]图2是本发明的实施例1的变形例的开关电源装置的结构图。
[0018]图3是示出向各开关的各栅极信号相对于本发明的实施例1的开关电源装置的交流电压的时间变化的波形图。
[0019]图4是示出本发明的实施例1的开关电源装置的各部的动作的波形图。
[0020]图5是示出本发明的实施例1的开关电源装置的各部的动作的波形图。 [0021]图6是本发明的实施例2的开关电源装置的结构图。
[0022]图7是示出以往的无桥升压型的开关电源装置的一例的图。
[0023]标号说明
[0024]Vin:交流电源
[0025]L1、L2:电抗器
[0026]L1-1、L2-1:电抗器的主绕组
[0027]L1-2、L2-2:电抗器的辅绕组
[0028]Q1、Q2、Q3、Q4:开关
[0029]Dl、D2、Da ~Dd:二极管
[0030]Rl、R2:电流检测电阻
[0031]Cl、C2、Ca ~Cd:电容器
[0032]10、100:控制电路
【具体实施方式】
[0033]以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式的开关电源装置。
[0034]【实施例1】
[0035]图1是本发明的实施例1的开关电源装置的结构图。图1所示的实施例1的开关电源装置是流过电抗器L1、L2的电流连续地流过的电流连续模式的升压斩波电路。
[0036]在图1中，交流电源Vin与输入端子A (第I输入端子)和输入端子B (第2输入端子)连接。未图示的负载与输出端子C (第I输出端子，输出电压+Vo)和输出端子D (第2输出端子，输出电压-Vo)连接。
[0037]电抗器LI (第I电抗器)具有主绕组Ll-1 (第I主绕组)以及辅绕组Ll_2 (第I辅绕组)，该主绕组Ll-1与输入端子A连接，该辅绕组L1-2与主绕组Ll-1磁耦合，并且具有与主绕组Ll-1连接的漏感Lrl (第I漏感)。
[0038]电抗器L2 (第2电抗器)具有主绕组L2-1 (第2主绕组)以及辅绕组L2_2 (第2辅绕组)，该主绕组L2-1与输入端子B连接，该辅绕组L2-2与主绕组L2-1磁耦合，并且具有与主绕组L2-1连接的漏感Lr2 (第2漏感)。
[0039]二极管Dl (第I 二极管)连接在电抗器LI的辅绕组L1-2与输出端子C之间。二极管D2 (第2 二极管)连接在电抗器L2的辅绕组L2-2与输出端子C之间。电容器Cl (第I电容器)连接在输出端子C与输出端子D之间。
[0040]开关Ql (第I开关)经由电流检测电阻Rl连接在电抗器LI的主绕组Ll-1和辅绕组L1-2的连接点与输出端子D之间。开关Q2 (第2开关)经由电流检测电阻R2连接在电抗器L2的主绕组L2-1和辅绕组L2-2的连接点与输出端子D之间。
[0041]开关Q3 (第3开关)的源极与电抗器LI的主绕组Ll_2和辅绕组Ll_2的连接点连接。开关Q4 (第4开关)的源极与电抗器L2的主绕组L2-1和辅绕组L2-2的连接点连接。开关Ql?Q4由N型的MOSFET构成。
[0042]电容器C2 (第2电容器)连接在开关Q3的漏极和开关Q4的漏极的连接点与输出端子C之间。
[0043]控制电路10具有对输入端子A与输入端子B之间的电压极性进行检测的输入电压极性检测部，根据由输入电压极性检测部检测到的电压极性，使开关Ql?开关Q4导通/截止，将输出端子C与输出端子D之间的电压控制为预定值。
[0044]此外，控制电路10根据来自电容器Cl的电压、来自电流检测电阻Rl、R2的电压、输入端子A、B中的来自交流电源Vin的交流电压，控制控制开关Ql、开关Q2、开关Q3以及开关Q4的导通/截止，由此进行输出比输入电压(交流电源Vin的电压)高的恒压的输出电压Vo的控制。控制电路10生成栅极信号Qlg?Q4g,通过栅极信号Qlg?Q4g使开关Ql?Q4导通/截止。
[0045]在开关Ql的漏极-源极间连接有二极管Da与电容器Ca的并联电路。二极管Da可以是第I开关Ql的寄生二极管，电容器Ca可以是开关Ql的寄生电容器。在开关Q2的漏极-源极间连接有二极管Db与电容器Cb的并联电路。二极管Db可以是开关Q2的寄生二极管，电容器Cb可以是开关Q2的寄生电容器。
[0046]在开关Q3的漏极-源极间连接有二极管Dc与电容器Ce的并联电路。二极管Dc可以是开关Q3的寄生二极管，电容器Ce可以是开关Q3的寄生电容器。在开关Q4的漏极-源极间连接有二极管Dd与电容器Cd的并联电路。二极管Dd可以是开关Q4的寄生二极管，电容器Cd可以是开关Q4的寄生电容器。
[0047]图2是本发明的实施例1的变形例的开关电源装置的结构图。特征在于，在图1所示的实施例1的开关电源装置中，将电容器C2的另一端与输出端子C连接，与此相对，在图2所示的变形例的开关电源装置中，将电容器C2的另一端与输出端子D连接。使用这样的变形例的结构也能够得到与实施例1的开关电源装置的效果同样的效果。
[0048]图3的(a)、(b)是不出向各开关Ql?Q4的各栅极信号Qlg?Q4g相对于本发明的实施例1的开关电源装置的交流电压的时间变化的波形图。
[0049]在图3的(a)中，在由输入电压极性检测部检测到的电压极性为正的期间，即当交流电源Vin的交流电压为正时(时刻tl?t4)，开关Ql根据栅极信号Qlga而进行开关，开关Q2根据栅极信号Q2ga而持续导通。开关Q3根据栅极信号Q3g与开关Ql同步，与开关Ql交替地进行开关，开关Q4根据栅极信号Q4g而持续截止。
[0050]在交流电压交变后(时刻t4?t7)，开关Q2根据栅极信号Q2ga进行开关，开关Ql根据栅极信号Qlga而持续导通。开关Q4根据栅极信号Q4g与开关Q2同步，与开关Q2交替地进行开关，开关Q3根据栅极信号Q3g而持续截止。
[0051]这样，在每次交流电压交变时，对开关Ql?Q4进行开关、持续导通/截止，由此能够进行与无桥化对应的动作。
[0052]图3的(b)所示的例简化了图3的(a)的动作，开关Ql、Q2根据栅极信号Qlgb、Q2gb持续进行开关。该情况下，开关Q3与开关Q4在每次交变时，对进行开关和持续截止进行切换。
[0053]图4是示出本发明的实施例1的开关电源装置的各部的动作的波形图。
[0054]另外，在图4中，将电容器C2的电压C2v定义为，将与开关Q3的漏极连接的电位设为正，与开关Ql的源极连接的电位设为O伏。
[0055]接着，参照图1至图5来说明实施例1的开关电源装置的各部的动作。另外，开关Ql和开关Q3具有预定的死区时间td，交替地导通/截止。此外，开关Q2和开关Q4具有预定的死区时间td，交替地导通/截止。
[0056](交流电压为正的期间tl?t4)
[0057]首先，对交流电压为正的期间tl?t4的动作进行说明。在此，如图3所示，开关Ql与开关Q3交替地导通/截止进行开关，开关Q2持续导通，开关Q4持续截止。
[0058]在图4的期间T3中，在开关Ql截止后，通过由于交流电源Vin的电压而励磁的电抗器 LI 的能量，在 Ll-1 — Ql (Ca) — Rl — R2 — Q2 — L2-1 — Vin — Ll-1 的路径上，对开关Ql的漏极-源极间的电容器Ca进行充电。因此，开关Ql的漏极-源极间的电压Qlv上升。
[0059]此夕卜，与此同时地，电抗器LI的能量还在Ll-1 — Q3 (Ce)—C2 — Cl — R2 — Q2 — L2-1 — Vin — Ll-1的路径上流过，因此开关Q3的漏极_源极间的电容器Ce被放电，开关Q3的漏极-源极间的电压Q3v也开始下降。电容器Ca、Ce的电压变化率dv / dt根据由主绕组Ll-1与主绕组L2-1之和以及电容器Ca、Cc的时间常数构成的斜率而变化。
[0060]此外，同时地，在Ll-1 — L1-2 — Lrl — Dl — Cl — R2 — Q2 — L2-1 — Vin — Ll-1的路径上,通过开关Ql而励磁的电抗器Ll-1、L1-2也开始放出励磁能量。此时，由于存在漏感Lrl，因此流过二极管Dl的电流Dli缓慢地上升。
[0061]接着，在期间T4中，当开关Q3的电容器Ce的放电时，在开关Q3的二极管Dc中开始流过主绕组Ll-1的放出能量。图4和图5所示的负的电流Q3i示出在二极管Dc中流过电流的情况。在流过该负的电流Q3i的期间中，根据栅极信号Q3g使开关Q3导通，由此能够实现开关Q3的零电压开关。
[0062]此外，通过Vin — Ll-1 — L1-2 — Lrl — Dl — Cl — R2 — Q2 — L2-1 — Vin 的第I 路径和 Vin — Ll-1 — Q3 — C2 — Cl — R2 — Q2 — L2-1 — Vin 的第 2 路径，向电容器 Cl
放出能量。
[0063]在期间T5中，开关Ql截止，并且开关Q3导通。此时，通过电抗器LI的能量经由开关Q3对电容器C2充电。与此同时，辅绕组L1-2的能量开始放出，电容器C2在L1-2 — Lrl — Dl — C2 — Q3 — L1-2 的路径上放电。
[0064]由于二极管Dl与辅绕组L1-2和漏感Lrl连接，因此辅绕组Ll_2的放出能量一边对漏感Lrl励磁，一边输出到电容器Cl。随即，在电容器C2的充电电压C2v上升后，电容器C2进行放电，在C2 — Q3 — L1-2 — Lrl — Dl — C2的路径上流出电流。这也可以从开关Q3的电流Q3i极性反转为正的情况得知。
[0065]在期间T6中，通过栅极信号Q3g使开关Q3截止，与此同时，漏感Lrl开始放出励磁能量。在Lrl — Dl — C2 — Q3 (Ce)— L1-2 — Lr的路径上流过电流，电容器Ce以基于漏感Lrl和电容器Ce的时间常数的斜率dv / dt缓缓地充电，电容器Ce的电压，即开关Q3的漏极-源极间的电压Q3v上升。
[0066]此外，在Lrl — Dl — Cl — Rl — Ql (Ca)— L1-2 — Lrl的路径上，开始放出漏感Lrl的励磁能量。此时，开关Ql的电容器Ca的放电，开关Ql的电压Qlv下降。
[0067]在期间T7中，由于在与期间T6相同的电流路径上流过电流，因此在开关Ql的二极管Da中流过漏感Lrl的放出能量。图4和图5所示的负的电流Qli示出在二极管Da中流过电流的情况。在流过负的电流Qli的期间中，通过栅极信号Qlg使开关Ql导通，由此实现开关Ql的零电压开关。
[0068]在期间Tl中，开关Ql导通，在开关Ql中流过由于交流电源Vin而在主绕组Ll-1中流过的励磁电流与由于漏感Lrl的能量放出而流过的电流之间的差分的电流。
[0069]在期间T2中，漏感Lrl的能量放出结束，开关Ql的电流Qli以通过交流电源Vin而励磁的电流的斜率流过。
[0070]另外，当增加辅绕组L1-2的匝数时，如图5所示，还存在电容器C2的电压C2v成为负电压的情况，能够将开关Q1、Q3的电压Qlv、Q3v设定为低于输出电压(电容器Cl的电压)。
[0071](交流电压为负的期间t4?t7)
[0072]接着，对交流电压为负的期间t4?t7的动作进行说明。在此，如图3所示，开关Q2与开关Q4交替地导通/截止进行开关，开关Ql持续导通，开关Q3持续截止。
[0073]首先，在开关Q2截止后，通过由交流电源Vin的电压而励磁的电抗器L2的能量，在 L2-1 — Q2(Cb)— R2 — Rl — Ql — Ll-1 — Vin — L2-1 的路径上，对开关 Q2 的漏极-源极间的电容器Cb充电。因此，开关Q2的漏极-源极间的电压Q2v上升。
[0074]此夕卜，与此同时地，电抗器L2的能量还在L2-1 — Q4 (Cd)—C2 — Cl — Rl — Ql — Ll-1 — Vin — L2-1的路径上流过，因此开关Q4的漏极-源极间的电容器Cd被放电，开关Q4的漏极-源极间的电压Q4v也开始下降。电容器Cb、Cd的电压变化率dv / dt根据由主绕组Ll-1与主绕组L2-1之和以及电容器Cb、Cd的时间常数构成的斜率而变化。
[0075]此外，同时地，在L2-1 — L2-2 — Lr2 — D2 — Cl — Rl — Ql — Ll-1 — Vin — L2-1的路径上,通过开关Q2而励磁的电抗器L2-1、L2-2也开始放出励磁能量。此时，由于存在漏感Lr2，因此流过二极管D2的电流D2i缓慢地上升。
[0076]接着，当开关Q4的电容器Cd放电时，在开关Q4的二极管Dd中开始流过主绕组L2-1的放出能量。在二极管Dd中流过电流的期间中，通过栅极信号Q4g使开关Q4导通，由此能够实现开关Q4的零电压开关。
[0077]此外，通过Vin — L2-1 — L2-2 — Lr2 — D2 — Cl — Rl — Ql — Ll-1 — Vin 的第I 路径和 Vin — L2-1 — Q4 — C2 — Cl — Rl — Ql — Ll-1 — Vin 的第 2 路径，向电容器 Cl
放出能量。
[0078]接着，当开关Q2截止，并且开关Q4导通时，通过电抗器L2的能量经由开关Q4对电容器C2充电。与此同时，辅绕组L2-2的能量开始放出，电容器C2在L2-2 — Lr2 — D2 — C2 — Q4 — L2-2 的路径上放电。
[0079]由于二极管D2与辅绕组L2-2和漏感Lr2连接，因此辅绕组L2_2的放出能量一边对漏感Lr2励磁，一边输出到电容器Cl。随即，在电容器C2的充电电压C2v上升后，此次，电容器C2进行放电，在C2 — Q4 — L2-2 — Lr2 — D2 — C2的路径上流出电流。这也可以从开关Q4的电流Q4i极性反转为正的情况得知。
[0080]接着，通过栅极信号Q4g使开关Q4截止，与此同时，漏感Lr2开始放出励磁能量。在Lr2 — D2 — C2 — Q4 (Cd)— L2-2 — Lr2的路径上流过电流，电容器Cd以基于漏感Lr2和电容器Cd的时间常数的斜率dv / dt缓缓地充电，电容器Cd的电压，即开关Q4的漏极-源极间的电压Q4v上升。
[0081]此外，在Lr2 — D2 — Cl — R2 — Q2 (Cb)— L2-2 — Lr2的路径上，开始放出漏感Lr2的励磁能量。此时，开关Q2的电容器Cb被放电，开关Q2的电压Q2v下降。
[0082]接着，在开关Q2的二极管Db中流过漏感Lr2的放出能量。在二极管Db中流过电流的期间中，通过栅极信号Q2g使开关Q2导通，由此实现开关Q2的零电压开关。
[0083]接着，开关Q2导通，在开关Q2中流过由于交流电源Vin而在主绕组L2_l中流过的励磁电流与由于漏感Lr2的能量放出而流过的电流之间的差分的电流。
[0084]接着，漏感Lr2的能量放出结束，开关Q2的电流Q2i以通过交流电源Vin而励磁的电流的斜率流过。
[0085]另外，当增加辅绕组Ll-2、L2-2的匝数时，如图5所示，还存在电容器C2的电压C2v成为负电压的情况，能够将开关Q1、Q3 (Q2、Q4)的电压Qlv、Q3v (Q2v、Q4v)设定为低于输出电压(电容器Cl的电压)。
[0086]这样，根据实施例1的开关电源装置，由于开关Ql截止，电抗器LI的励磁能量首先从主绕组Ll-1经由开关Q3和电容器C2放出到电容器Cl或负载，电容器C2被充电，但同时，还从辅绕组L1-2放出能量，电容器C2在辅绕组L1-2、漏感Lrl、二极管D1、电容器C2、开关Q3的路径上放电。
[0087]因此，电容器C2的充电电压被抑制得较低，开关Ql、Q3的漏极-源极间电压Vds不会超过耐压。即，通过设置辅绕组L1-2，积极地进行电容器C2的放电，不会发生由于电容器C2的电压的上升而导致超过开关元件耐压的情况，此外，能够实现开关Ql、Q3的零电压开关。
[0088]此外，由于开关Q2截止，电抗器L2的励磁能量首先从主绕组L2-1经由开关Q4和电容器C2放出到电容器Cl或负载，电容器C2被充电，但同时，还从辅绕组L2-2放出能量，电容器C2在辅绕组L2-2、漏感Lr2、二极管D2、电容器C2、开关Q4的路径上放电。
[0089]因此，电容器C2的充电电压被抑制得较低，开关Q2、Q4的漏极-源极间电压Vds不会超过耐压。即，通过设置辅绕组L2-2，积极地进行电容器C2的放电，不会发生由于电容器C2的电压的上升而导致超过开关元件耐压的情况，此外，能够实现开关Q2、Q4的零电压开关。因此，能够提供降低开关损耗且高效率的开关电源装置。
[0090]【实施例2】 [0091]图6是本发明的实施例2的开关电源装置的结构图。实施例2的开关电源装置的特征在于使用了使图1所示的电抗器LI和电抗器L2磁耦合而成的电抗器Lla。
[0092]如图6所示，电抗器Lla是使由主绕组Ll-1和具有漏感Lrl的辅绕组Ll_2构成的电抗器，与由主绕组L1-3和具有漏感Lr2的辅绕组L1-4构成的电抗器磁耦合而构成的。
[0093]这样的电抗器Lla是将图1所示的电抗器LI与电抗器L2合起来而构成的，因此能够使安装简单化。
[0094]另外，本发明不限于实施例1和实施例2的开关电源装置。在实施例1和实施例2的开关电源装置中，使用了在主绕组L1-1、辅绕组Ll-2 (L2-1、L2-2)间产生的漏感Lrl(Lr2)，但也可以使用外装的电抗器来代替漏感Lrl (Lr2)。
[0095]该情况下，能够使用由主绕组Ll-1和辅绕组L1-2构成的电抗器(第I电抗器)、与辅绕组L1-2连接的外部的电抗器(第3电抗器)、由主绕组L2-1和辅绕组L2-2构成的电抗器(第2电抗器)、以及与辅绕组L2-2连接的外装的电抗器(第4电抗器)。
[0096]此外，在使用这样的外部的电抗器的情况下，也可以应用于图6所示的实施例2的开关电源装置。即，能够将第I电抗器、第2电抗器、第3电抗器以及第4电抗器磁耦合。这样，能够使安装简单化。
[0097]本发明能够应用于功率因数改善电路和AC-DC转换器。
【权利要求】
1.一种开关电源装置，其特征在于具有: 第I输入端子和第2输入端子，它们与交流电源连接； 第I输出端子和第2输出端子，它们与负载连接； 第I电抗器，其具有第I主绕组和第I辅绕组，该第I主绕组与所述第I输入端子连接，该第I辅绕组与所述第I主绕组磁耦合且具有与所述第I主绕组连接的第I漏感； 第2电抗器，其具有第2主绕组和第2辅绕组，该第2主绕组与所述第2输入端子连接，该第2辅绕组与所述第2主绕组磁耦合且具有与所述第2主绕组连接的第2漏感； 第I 二极管，其连接在所述第I电抗器的第I辅绕组与所述第I输出端子之间； 第2 二极管，其连接在所述第2电抗器的第2辅绕组与所述第I输出端子之间； 第I电容器，其连接在所述第I输出端子与所述第2输出端子之间； 第I开关，其连接在所述第I电抗器的第I主绕组和第I辅绕组的连接点与所述第2输出端子之间； 第2开关，其连接在所述第2电抗器的第2主绕组和第2辅绕组的连接点与所述第2输出端子之间； 第3开关，其与所述第I电抗器的第I主绕组和第I辅绕组的连接点连接； 第4开关，其与所述第2电抗器的第2主绕组和第2辅绕组的连接点连接； 第2电容器，其连接在所述第3开关和所述第4开关的连接点与所述第I输出端子或所述第2输出端子之间；以及 控制电路，其控制所述第I开关、所述第2开关、所述第3开关以及所述第4开关的导通/截止。
2.根据权利要求1所述的开关电源装置，其特征在于， 对所述第I电抗器和所述第2电抗器进行了磁耦合。
3.一种开关电源装置，其特征在于具有: 第I输入端子和第2输入端子，它们与交流电源连接； 第I输出端子和第2输出端子，它们与负载连接； 第I电抗器，其具有第I主绕组和第I辅绕组，该第I主绕组与所述第I输入端子连接，该第I辅绕组与所述第I主绕组磁耦合且与所述第I主绕组连接； 第2电抗器，其具有第2主绕组和第2辅绕组，该第2主绕组与所述第2输入端子连接，该第2辅绕组与所述第2主绕组磁耦合且与所述第2主绕组连接； 第3电抗器，其与所述第I电抗器的第I辅绕组连接； 第4电抗器，其与所述第2电抗器的第2辅绕组连接； 第I 二极管，其连接在所述第I电抗器的第I辅绕组与所述第I输出端子之间； 第2 二极管，其连接在所述第2电抗器的第2辅绕组与所述第I输出端子之间； 第I电容器，其连接在所述第I输出端子与所述第2输出端子之间； 第I开关，其连接在所述第I电抗器的第I主绕组和第I辅绕组的连接点与所述第2输出端子之间； 第2开关，其连接在所述第2电抗器的第2主绕组和第2辅绕组的连接点与所述第2输出端子之间； 第3开关，其与所述第I电抗器的第I主绕组和第I辅绕组的连接点连接；第4开关，其与所述第2电抗器的第2主绕组和第2辅绕组的连接点连接； 第2电容器，其连接在所述第3开关和所述第4开关的连接点与所述第I输出端子或所述第2输出端子之间；以及 控制电路，其控制所述第I开关、所述第2开关、所述第3开关以及所述第4开关的导通/截止。
4.根据权利要求3所述的开关电源装置，其特征在于， 对所述第I电抗器、所述第2电抗器、所述第3电抗器以及所述第4电抗器进行了磁耦口 ο
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的开关电源装置，其特征在于， 所述控制电路具有输入电压极性检测部，该输入电压极性检测部检测所述第I输入端子与所述第2输入端子之间的电压极性， 根据由所述输入电压极性检测部检测到的电压极性，使所述第I开关至所述第4开关导通/截止，将所述第I输出端子和所述第2输出端子之间的电压控制为预定值。
6.根据权利要求5所述的开关电源装置，其特征在于， 在所述控制电路中，在所述电压极性为正的期间内，使所述第I开关和所述第3开关交替地进行开关，使所述第2开关持续导通，使所述第4开关持续截止，在所述电压极性为负的期间内，使所述第2开关和所述`第4开关交替地进行开关，使所述第I开关持续导通，使所述第3开关持续截止。
【文档编号】H02M1/08GK103683994SQ201310376290
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2012年9月10日
【发明者】千叶明辉 申请人:三垦电气株式会社